Acoplamento ferro zero e radical sulfato (ZVI + SO4•-) para a remoção de contaminantes emergentes

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lima, Cleyryson de Sousa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 17α-ethinylestradiol; 17α-etinilestradiol; bisfenol A; cafeína; caffeine; bisphenol A; experimental design; persulfate ion; persulfato; planejamento de experimento
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-11122023-145946/

A água é um recurso abundante e mal distribuído no planeta, de forma que sua gestão é uma preocupação mundial, presente em normativas nacionais e internacionais. Apesar de as estações de tratamento de água e esgoto serem eficientes para as finalidades de projeto, não o são para eliminar espécies que ocorrem no ambiente na faixa de ng L-1 a µg L-1. Tais espécies, os chamados Contaminantes de Preocupação Emergentes (CPEs), normalmente não são legislados; tampouco têm seus efeitos sobre a biogeoquímica local claramente compreendidos. Para eliminá-los, tecnologias como os Processos Oxidativos Avançados (POAs) são amplamente estudadas. O objetivo desse trabalho foi maximizar a degradação de três CPEs: cafeína (CAF), bisfenol A (BPA) e 17α-etinilestradiol (EE2), em concentrações próximas às encontradas em estações de tratamento de esgoto (100 µg L-1), utilizando-se o processo ferro zero (PFZ) acoplado ao radical sulfato (SO4•-), gerado a partir do persulfato. Foi desenvolvido um método cromatográfico multirresíduos em HPLC-UV (isocrático, fase reversa), no qual as separações se deram em 12,5 min, com fase móvel hidrometanólica. O preparo de amostras se deu por extração em fase sólida (SPE), usando-se cartuchos Strata-X da Phenomenex, com recuperações acima de 80% e boa linearidade (R2 > 0,98). O PFZ foi estudado via planejamento fatorial 22. As degradações variaram entre 9,9 e 35,5%, sendo que nem o pH (4 e 6), nem a vazão (15 e 35 mL min-1) foram estatisticamente significativos (95% de confiança). As concentrações de Fe2+ variaram entre 2 e 12 mg L-1, dentro do limite legal estabelecido para o descarte de efluentes no Brasil (15 mg L-1). No acoplamento PFZ/persulfato, estudado por um novo planejamento fatorial 22, o pH (4 e 6) e interação do pH com a concentração de persulfato de sódio (0,50 e 1,0 mmol L-1) foram estatisticamente significativos (95% de confiança), com degradações de até 64%. Adicionalmente, foi realizado um planejamento fatorial 22 avaliando-se o uso de ácido cítrico (0,009 e 0,036 mmol L-1) e luz UV-A (4 e 6 lâmpadas de 4 W cada). Apenas o no de lâmpadas foi estatisticamente significativo, com degradações de até 74%. As melhores condições de degradação foram determinadas como sendo: vazão = 15 mL min-1, pH = 6 [Na2S2O8] = 1,0 mmol L-1, [ácido cítrico] = 0,009 mmo L-1 e irradiação com 4 lâmpadas UV-A.